结果与讨论2.1薄膜的结构与形貌图l所示为不同退火温度下ZnO/Cu/ZnO薄膜的XRD图谱。图1中20=4.br>3.3。对应的是Cu(111)晶相,未出现其他Cu相。20=34.4。对应的是ZnO的(002)衍射峰,未出现ZnO其他晶相,表明ZnO为多晶纤锌矿结构且具有高度的r轴择优取向。这是因为与其他晶面如(1 10),(100)相比,ZnO(002)晶面的表面能最低,为9.9eV/nm2,因此ZnO通常具有C轴择优取向,这种现象也存在于Ag掺杂ZnO薄膜中Els]。经150,300,450℃退火后,ZnO(002)和Cu(111)衍射峰明显增强,半峰宽不断减小,(002)衍射峰向高角度偏移,且其对应的2口角越来越接近PDF标准谱图中(002)衍射角(34.4。),以上表明随着退火温度的升高,ZnO晶粒逐渐长大,晶化程度提高。根据X射线衍射理论,对于六方晶系,晶面间距与晶格常数的关系式为式(1)中:d为晶面间距;n,c为晶格常数;h,k和z为密勒指数。根据Bragg方程:A一2dsin0 (2)式中:A为X射线的波长;0为布拉格衍射角。图1显示臼值随着退火温度的升高而变大,因此,由式(1), (2)可得(002)晶面的晶格常数随着退火温度的升高而减小。较高的退火温度会加速ZnO/Cu界面处的原子扩散迁移。图2为不同退火温度下Zn0.Cu/Zno.膜的ArM形貌,所选区域为肛m x 1.m。由图2可知,随着退火温度的升高,ZnO薄膜的粒径逐渐增大,15.℃时粒径变化不大,温度升高到3.0,450。0时粒径显著增大。粗糙度分析显示,退火前,150,300,450。C退火后的粗糙度分别为(1.18±0.02),(1.25±o.03), (3.07±0.18),(5.24±0.53)nm,粗糙度逐渐升高。此外,图1中XRD结果显示(002)面衍射峰的半峰宽值随退火温度的升高而减小,也表明ZnO晶粒尺寸逐渐增大,与AFM结果相一致。这是因为退火温度升高,提供给原子迁移的能量也增加,晶界更容易迁移,从而使ZnO晶粒长大。2.2薄膜的电学和光学特性图3为ZnO/Cu/ZnO薄膜在不同退火温度下的电学性能变化曲线。可以看出,与未退火薄膜相比,随着退火温度的升高,退火后薄膜的电阻率先降低后升高,载流子浓度先升高后降低,霍尔迁移率持续升高。在1.0℃时电阻率最低,为1.28X10_4.·cm,载流子浓度最高,为4.10×10 21 cm’‘。退火温度的升高有利于薄膜晶化程度的提高(见图1),从而降低对自由电子的散射而提高了载流子浓度及其迁移率,使薄膜的电阻率降低。然而,温度大于150℃后,纳米材料粒径显著增大(见图2),由于薄膜的量子尺寸效应,反而显著降低了载流子浓度,从而使薄膜的电阻率开始持续升高。图4(a)给出了不同退火温度下Zn()/Cu/ZnO薄膜透光率随波长的变化曲线。可以看出,随着退火温度的升高,薄膜的透光率先升高后降低,150.时透光率最高,为90.5%。这是因为在150℃退火时提高了薄膜晶化程度(如图1所示),减少了晶格缺陷,对光的散射和吸收作用减弱,从而提高了透光率[163;但是随着退火温度的提高,更多的Cu原子扩散到ZnO层,由于Cu原子对光子的吸收,降低了ZnO层的减反射效应,同时薄膜表面粗糙度升高,增强了对光的散射作用,导致薄膜透光率反而降低,这与之前的文献报道相似图4中小图是薄膜紫外吸收边的放大图,可以看出,相对于未退火的薄膜,150℃下退火的薄膜紫外吸收边出现“蓝移”现象,禁带宽度变大;300℃和450℃退火后薄膜的紫外吸收边出现“红移”现象,禁带宽度变小。根据图4的透射光谱可以得到薄膜的(ahv)2与^v的关系曲线(其中,a为吸收系数,^v为光子能量),如图5(a)所示。对于ZnO/Cu/ZnO薄膜材料,其a和hv满足关系式式中:A为常数,E。为禁带宽度。将图5(a)中曲线的直线部分外推至^v轴(虚线所示)可得禁带宽度Eg值,如图5(b)所示,可以看出,与未退火薄膜相比,随着退火温度的升高,薄膜的禁带宽度先增大后减小,在150℃退火后E。最大,为3.25eV。150℃退火后禁带宽度的增大是由Burstein—Moss迁移效应[I钉引起的,与薄膜中载流子浓度的增加(图3)有关。增加的载流子填充导带中较低的能级,使价带电子跃迁到导带中的较高能级,从而使禁带宽度变大。然而,退火温度继续升高到300℃和450℃,薄膜的粒径增大,其量子尺寸效应使得载流子浓度降低,带隙变窄。3结论(1)退火前后薄膜均具有ZnO择优取向。(2)随着退火温度的升高,薄膜的晶化程度、晶粒粒径及粗糙度增加,薄膜电阻率先降低后升高,光学透过率和禁带宽度先升高后降低。(3)退火温度为150℃时,薄膜性能主要受晶化程度影响,薄膜的电阻率减小,光学透过率和禁带宽度升高。(4)退火温度在300℃以上时,薄膜性能主要受晶粒粒径和粗糙度影响,薄膜的电阻率升高,光学透过率和禁带宽度减小。(5)1.0.下真空退火的ZnO/Cu/ZnO薄膜的性能最佳,最高透光率为90.5%,电阻率为1.28×10cm,载流子浓度为4.10×1021cm。

分析材料相图的含义和工程意义。相图亦称为状态图或平衡图，是用几何的方式来描述处于平衡状态（非平衡态一般不适用） 下材料的成分、相和外界条件的相互关系。相图主要用于金属材料与陶瓷材料领域。相图是研究这些材料中各种微观结构及其变化规律的有效工具，它简练地描绘了平衡条件下的材料状态，为冶金及材料工作者提供了有益的资料。________________________________素的，而是由多种元素组成， 要弄清楚组元间的组成规律，了解什么成分在什么条件下形成什么相，因而相平衡关系的研究就成为使用和研制材料的理论基础2）合金在加工、处理之后的组织状况也可用相图作为分析依据或参考资料。3）在科研及生产实践中，相图是研制新材料、正确选择和制定合金的熔炼、铸造、压力加工 和热处理工艺，还有陶瓷材料的烧结工艺，以及进行材料各种状态金相分析的重要工具。4•试分析相与组织两者概念上的差异与相互间的联系。组元是组成材料最基本、 独立的物质，组元可以是纯元素，也可以是稳定化合物。金属材料的组元多为纯元素，陶瓷材料的组元多为化合物。材料中具有同一化学成分且结构相同的均匀部分叫相。材料内部的宏观与微观形貌称为组织，这些组织一般可借助仪器直接观察到。组织是与相有密切联系的概念，它实际上是指各个晶粒或各种相所形成的图案（形态或形 貌）。在不同条件下，相的晶粒大小、形态及分布会有所不同，从而材料内部会呈现不同的 微观形貌。因而同样的相可以形成不同的组织。5•陶瓷材料与金属材料都有哪些主要组成相，说明它们的性质与作用。金属材料中有固溶体和化合物两类基本组成相。________________溶剂原子的直径、电化学性质比较接近时，一般形成置换固溶体；可以为有限或者无限固溶 体。间隙固溶体：溶质原子进入溶剂晶格中的间隙位置而形成的固溶体。当溶质原子直径远小于溶剂原子时，一般形成间隙固溶体。溶解度小，为有限固溶体固溶体的强度、硬度高于其溶剂组元，产生了强化效果。塑形、韧性变化不大。因而固溶体结构材料中的基本组成相（基体）。化合物是金属材料中组元之间相互作用而生成的新相，其晶体结构与溶剂、溶质均不同。分类：化合物可以是金属原子与某些非金属原子形成的化合物，也可以是组元金属与金属之间的形成的化合物，称为金属间化合物。________________合物。金属材料中的化合物的熔点、硬度较高、脆性较大，这是因为除金属键外，它们之中尚含相________________因此，合理控制合金中化合物的数量、尺寸、分布，可以极大地改善合金性能。陶瓷材料有晶相、玻璃相、气相________________________晶相进一步可分为主晶相、次晶相、第三晶相等，材料的性质主要由主晶相决定。玻璃相是陶瓷烧结时各组成物和杂质产生一系列物理化学反应后所形成的液相冷却而形成 的。玻璃相为非晶态，排列无序，低熔点固体。作用主要为将分散的晶相粘结起来；降低烧结温度与改善工艺性；抑制晶体长大以及提高陶瓷材料的致密程度。=缺点：由于其组成不均匀，会使材料的物化性质不均匀；玻璃相的机械强度比晶相低一些， 热稳定性也差一些，在较低温度下便开始软化；玻璃相过多，陶瓷的熔点也降低。气相是指陶瓷空隙中的气体，也就是陶瓷组织内部残留下来的孔洞。会降低陶瓷的强度。6•归纳单相、多相组织形貌特点。________________晶，还有片状、柱状、枝状的。两相合金的组织状态与性能：是指组成合金的相（类型与性质）、各相的相对量、相的形 状及分布特征等。两相合金中第二相的分布与形状两个相各自成为等轴晶粒，这一般是在两个相均是固溶体且数量较多的情况下产生的，这 时两者均匀地分布在一起，合金的机械性能是两个相或两种“组织”性能的加权平均值， 合金总的性能通常是具有一定的强度、较好的塑性、韧性。另一方面，如果第二相是化合 物，而且体积百分数较大，则会使合金显示出极大的脆性，甚至无工业应用价值。在更多 情况下，较少数量的第二相以球状、点状或短片状等均匀地分布在固溶体的晶粒内，这时 尽管化合物的数量并不很多，但它将起强化基体相的作用，从而提高材料的机械强度。但 与此同时，材料的塑性、韧性必将下降。的。而另一方面，与此相对应，材料工程部分是在上述结构-性能关系的基础上，设计材料的组织结构并在工程上得以实施与保证，产生预定的种种性能，即涉及到对基础科学和经验知识的综合、运用，以便发展、制备、改善和使用材料，满足具体要求。两者只是侧重点不 同，并没有明显的分界线， 一般在使用材料科学这一术语时，通常都包含了材料工程的许多方面；而材料工程的具体问题的解决，毫无疑问，都必须以材料科学作为基础与理论依据， 所以材料科学与材料工程是一个整体。

下面哪一项是对调质热处理的正确描述?A. 淬火加完全退火B. 淬火加球化退火C. 淬火加高温回火D. 正火加高温回火

16.有一大型板件,材料的 _(0.2)=1200MPa , _(1c)=115MPa*m1/2, 探伤发现有-|||-20mm长的横向穿透裂纹,若在平均轴向拉应力900MPa下工作,试计算KI-|||-及塑性区宽度R0,并判断该件是否安全?

晶体经过塑性变形后,出现了交叉的滑移带,则晶体中一定发生了()。A. 多滑移B. 交滑移C. 单滑移

下列（）工件是碳素工具钢。A. 螺母B. 齿轮C. 钢尺D. 曲轴

下面哪种材料不是按照生物医用材料的属性进行分类的?( )A. 生物医用金属材料B. 生物医用无机非金属材料C. 生物医用合成材料D. 生物医用高分子材料

淬火钢回火[1]时, 力学性能变化的总趋势是随着回火温度升高, ()。A. 强度硬度升高, 塑性和韧性降低；B. 强度硬度降低, 塑性和韧性升高；C. 强度硬度升高, 塑性和韧性升高D. 强度硬度降低, 塑性和韧性降低

一、填空题：QT001抗压强度是表示球团矿强度的重要指标。QT002抗压强度通常用N/个来表示。QT003球团矿物理性能检验是为了保证高炉料柱具有良好的透气性。QT004球团矿物理性能是评价其质量的重要指标之一。QT005转鼓强度是评价球团矿抗冲击和耐磨性能的一项重要指标。QT006我国要求球团矿筛分指数不大于5%。QT007球团孔隙率高有利于还原气体向内渗透及还原反应运行。QT008冶金性能有还原性、低温还原粉化性能、还原膨胀性高温软熔特性。QT009球团还原粉化性能影响高炉内气流分布和炉料顺行。QT010球团还原膨胀性能影响高炉料顺行和还原过程。QT011成品球团化学成分要求有用成分高，脉碱分低有害杂质少。QT012提高含铁品位1%高炉焦比下降2%。QT013球团矿质量包括化学成分、物理性能和冶金性能。QT014生球粒度大，还原度就低。QT015生球粒度小而均匀对造球成品球质量都有利。QT016生球粒度与成品球强度关系密切。QT017生球爆裂温度对成品球影响是在生球干燥和焙烧阶段。QT018一般来说，强度高的生球都比较致密，气孔率也低。QT019生球水分主要对干燥和焙烧产生影响。QT020生球水分过大延缓干燥和焙烧时间。QT021生球水分偏低会降低生球落下强度。QT022对磁铁矿球团的生球水分一般在8%—10%为宜。QT023最佳球团直径约为10mm左右。QT024球团粒度平均直径不应超12.5mm。QT025球团10—16mm粒级含量最低不少于85%。QT026合适的生球粒度会提高焙烧设备生产率降低单位热耗。QT027生球粒度6.4—12.7mm的较为理想。QT02810mm直径球团焙烧时间最短。QT02912mm直径球团所需冷却时间最短。QT030生球热稳定性差，干燥过程最引起爆裂。QT031提高生球爆裂温度可强化干燥过程。QT032生球热稳定性一般称之为生球爆裂温度。QT033生球爆裂温度也称热冲击强度。QT034生球干燥会受到水分强烈蒸发和快速加热两种应力。QT035生球必须具有一定抗压承受热固结过程各种应力、料层压力、抽分负压。QT036原料粒度和物料在造球机内停留时间影响生球落下和抗压强度。QT037生球落下强度湿球不小于3—5次/个。QT038生球质量指标落下强度、抗压强度、热稳定性粒度组成和水分。QT039生球需具备适宜而均匀的粒度足够的强度和抗冲击性。QT040粒度决定原料的成球性。QT041球团厂温度测量装置使用热电隅作为一种测量之件。QT042电子皮带秤是皮带运输机上连续称重的计量设备。QT043电子皮带秤测元件一般用应变传感器。QT044齿辊摆动角度一般为30°-40°为宜。QT045我国竖炉采用直线布料。QT046湿球下行是竖炉结块的原因之一。QT047一般结块可减风减煤气进行慢风操作。QT048竖炉事故有塌料、管道、结块。QT049下料不均、焙烧不均使成品球生熟混杂强度相差。QT050焙烧温度低影响球团强度。QT051燃烧室温度低于球团焙烧温度℃100-200℃。QT052燃烧室压力升高说明炉内透气性变坏。QT053竖炉奉体沿高度可划分为二料封带、焙烧带、过渡带、冷却带。QT054我国竖炉有独特的“人”字形烘干床结构。QT055竖炉球团干燥介质温度一般在450℃左右。QT056竖炉布料方式主要有“之”字布料与直线布料两种。QT057焙烧升温过快会使氧化反应难以进行或氧化不完全。QT058预热阶段温度范围300-1000℃。QT059干燥产生裂纹导致焙烧球团强度降低67%-80%。QT060表面裂纹产生在干燥初期低温阶段。QT061生球爆裂发生在高温干燥后期。QT062铁精矿细磨提高细度，改变表面形状，表面性能增加成球性好。QT023生球的抗压强度与________成正比。QT024球团生产长期存在着：________。QT025竖炉炉形可分为________两种。QT026目前竖炉的布料方式有________。QT027竖炉工艺：________。QT028我国竖炉有独特的________结构。QT029生球通过竖炉软热带被加热到________________________，接着便进入了________。QT030竖炉有了导风墙和烘干床，干燥带温度从________________________________________降低到________________________________________。QT031齿辊的作用：________。QT032一般燃烧室压力不允许超过________。QT033要求烘床下部有________干球才允许排矿。QT034布料机停止布料时，要及时退出炉外，防止________。QT035添加剂的使用是为了________，特别是________。QT036球团燃料包括：________。QT037褐铁矿的含铁量为________。QT038二次含铁原料包括：________。QT039干燥过程由________两个过程组成。QT040生球干燥必须以________为前提。QT041磁铁矿的氧化以________________开始，至________________________结束。QT042预热阶段的温度范围________________________________________。QT043赤铁矿颗粒在________________时才结晶。QT044在球团生产中采用________作为燃料。QT045球团焙烧时生球的氧化和固结速度与________有关。QT046干燥床水梁一般有________________用于支撑干燥篦子。QT047一般烘干床上料厚________________。QT048球团的焙烧过程分为：________五带。QT049生球尺寸应在________________之间。QT050细磨物料的成球可分为三个成长阶段：________。QT051能够提高生球强度的物料是________。QT063预热物料对造球有利但不超50℃。QT064生球强度对造球时间的依赖性较大。QT065生球尺寸决定造球机生产率和生球强度。QT066生球抗压强度与其直径的平方成正比。QT067加料气则既易形成母球又能使母球迅速长大和紧密。QT068造球大部分物料下到长球区。QT069造球前物料水分不是在造球过程中补加。QT070造球排球区严禁加水。QT071圆盘造球机直径大，生球产量提高。QT072原料粒度是影响造球的决定因素。QT073造球原料的比表面积必须在1300cm2/g以上。QT074尖角形和不定形状的颗粒成球强度不高。QT075加入膨润土先是条件必须有合适的气料水分和最佳加入量。QT076造球前水分应略低于适宜的生球水分。QT077滴状水应加在母球区物料上。QT078雾状水加在长球区。QT079紧密区禁止加水。QT080紧密区禁止下料。QT081造球机立轴损坏原因润滑不良及造球机频繁启动。QT082造球立轴损坏征兆：圆盘晃动及严重杂音。QT083圆盘造球机规格有伞齿轮传动和内齿轮传动两种。QT084圆筒造球机缺点利用面积小。QT085管径小于2mm的管子称毛细管。QT086竖炉开炉可分为装开炉料、活动料柱、首次开炉、一般开炉四部。QT087引煤气点火时蒸汽压力应达到2.5kgf/cm2以上。QT088一般助燃风量为煤气流量的1.2-1.4倍。QT089圆盘造球机开机时轴承温度不能超60℃。QT090造球机运转中注意倾听传动齿轮有无不正常噪音，机身不得有强烈的振动支承轴承振幅不能大于0.1mm。QT091造球时，向盘内给料的同时要打开喷嘴供水，此时注意水压不能低于3kgf/cm2。QT092润滑时减速机内注40#润滑机油，大小伞齿轮加稀油，滚边轴承内加黄干油。QT093布料时要保证干燥过的球入炉，要求炉篦下有1/3的干球才排料，不允许生球直接入炉。QT094链板机停车顺序为：电振机-链板机-电振筛-通知带冷停机-除尘风机。QT095经常检查链板机电机温度，最高不得超60℃。QT096热电振筛在热状态下，禁止用水冲筛底板和其它受热部件，以免变形。QT097带冷机的球团矿粒度8-18mm，铺料厚度约400mm。QT098薄膜水又分为强结合水和弱结合水两部分。QT099铁矿球团是20世纪早期开发的一种细粒铁精矿造块方法。QT100铁矿球团原料包括含铁原料、黏结剂、添加剂。球团专业征集试题试卷试题编号：QT

0.1kg的Ge单晶，掺有3.2*10-9kg的Sb，设杂质全部电离，试求该材料的电阻率μn=0.38m2/（V.S），Ge的单晶密度为5.32g/cm3，Sb原子量为121.8。